Projekta koordinators: Gunārs Bajārs
Litija jonu baterijas ir enerģijas uzkrāšanas ierīces, kas nodrošina augstāko spriegumu un lādiņietilpību salīdzinot ar citām sekundārām baterijām. Vairums litija jonu baterijas pašlaik izmanto šķidros organiskos elektrolītus, kas lielākoties ir toksiski un viegli uzliesmojoši. Lai uzlabotu bateriju drošību un to miniaturizācijas iespējas, perspektīva ir cieto elektrolītu izmantošana šķidro elektrolītu vietā. Cietvielu litija jonu baterijās katods un anods tiks atdalīti ar blīvu neorganiska materiāla cieto elektrolītu. Tātad ir ļoti svarīgi iegūt stabilu neorganisko litija jonu cieto elektrolītu ar augstu vadītspēju. Turklāt būtiski ir novērst blakusreakcijas starp elektrolītu un elektrodiem. Tādēļ, lai iegūtu baterijas ar vēlamo veiktspēju, ir svarīgi izpētīt un atrisināt problēmas, kas saistītas ar materiālu īpašībām un to iegūšanas tehnoloģijām.
Galvenais projekta mērķis ir izstrādāt stabilas cietvielu baterijas ar lielu lādiņietilpību, kas paredzētas ilgstošai darbībai un uzglabāšanai, tādejādi kalpojot kā drošs enerģijas avots hibrīdos transporta līdzekļos vai mikroelektronikā.
Šī starptautiskās sadarbības projekta realizācijā ir iesaistītas četras pētniecības grupas no Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta, RTU Neorganiskās ķīmijas institūta (Latvija), Nacionālās Cheng Kung Universitātes (Taivāna) un Viļņas Universitātes (Lietuva). Katrai grupai ir pieredze litija jonu bateriju anoda, katoda un cieto elektrolītu materiālu izstrādē un pētniecībā.
Projekta pirmie divi gadi tiek veltīti pētniecībai, lai gūtu izpratni par dažādām elektroķīmiskajām parādībām attiecīgi anoda, katoda un cieto elektrolītu materiālos. Mainot katras sastāvdaļas ķīmisko sastāvu, tiek mainīta materiālu struktūra, elektriskās un elektroķīmiskās īpašības, kas tiek pētītas izmantojot XRD, SEM, TEM, XPS un citas metodes. Galvenā uzmanība ir vērsta uz paraugu sagatavošanu, materiālu apstrādi, to raksturošanu un elektroķīmisko testēšanu, lai uzlabotu iepriekš minēto elektrodu un elektrolītu materiālu elektroķīmiskās īpašības. Pēdējā gadā tiks veikta cietvielu baterijas montāža no izstrādātajiem materiāliem un tās demonstrācija.